C_3无砂混凝土配合比设计刍议

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【摘 要】无砂混凝土具有透水性好、有一定强韧度等优点，现在及未来有十分广阔的应用前景，主要应用于土木、道路、环保工程中，它的配合比设计与施工工艺和普通的混凝土不同。现在通过对C-3无砂混凝土配合比设计的研究和试验，在国内各个入海水道灌溉总渠除险加固工程及建筑工程中的应用，取得了很好的成果，因此对类似的工程施工有很好的借鉴和推动作用。

【关键词】无砂混凝土；配合比；强度检验

无砂混凝土是由粗骨料、水泥和水拌制而成的一种混凝土，在粗骨料的表面覆盖一层水泥浆相互粘接而形成分布均匀的结构，有一定的强度和渗透性。因为无砂混凝土有着透水性好、便捷施工、节省材料和过滤性好的优点，所以无砂混凝土多应用于公路、铁路和水工建筑物中。无砂混凝土近年来多应用于水利工程中，但无砂混凝土设计还不是很成熟，现在，我们就结合工程的使用情况，对C-3无砂混凝土配合比设计做出研究和总结。

一、C-3无砂混凝土的试验方法

（一）C-3无砂混凝土的原材料

混凝土一般使用的是水泥和粗骨料，而无砂混凝土采用42.5级普通的硅酸盐水泥，粗骨料用的是10到20mm、5到10mm、2.5到5mm之间的三种粒径碎石。

（二）C-3无砂混凝土的配合比设计

无砂混凝土的胶结料是水泥，它是由粗骨料颗粒和水泥胶结而形成的多孔堆聚结构，决定混凝土强度的关键因素是胶结料的活性、品种和数量。因此使用硅盐酸水泥和普通硅盐酸水泥可以提高骨科颗粒与胶结料界面之间的强度。无砂混凝土水泥的用量以能包好粗骨料的表面最佳。

骨料是无砂混凝土的结构框架，使用碎石是为了提高骨料与结构的粘接。骨料的颗粒大小和颗粒的等级分配决定骨料之间的空隙大小和无砂混凝土的强度。骨科颗粒越小，颗粒等级越高，骨料之间的空隙越小，无砂混凝土的强度就会越强；反过来，骨科颗粒越大，颗粒等级越低，骨料之间的空隙就会变大，无砂混凝土的强度也会大大的减弱。无砂混凝土的性能还受其它方面的影响，比如骨料的强度、泥含量、泥块含量等。因此，在配置无砂混凝土时，要根据工程的设计需要，选用合适粒径的碎石作为配合比的设计使用。

（三）无砂混凝土的试验装置

无砂混凝土的强度试验要在材料的试验机上进行，而渗透试验装置使用的是自主加工的渗透设备进行，如下图所示：

二、无砂混凝土的试验结果及分析

（一）根据C-3无砂混凝土强度值和空隙的大小，对三种水泥用量进行比较，确定出水泥用量、水灰比、碎石粒径大小和无砂混凝土装置的抗压指数和渗透指数。如下图所示：

序号 水泥 水 水灰比 碎石 抗压强度M Pa 渗透指数m/d

配合比1 250.0 68.0 0.27 1495 3.2 >1600

配合比2 280.0 70.3 0.25 1499 5.3 >1600

配合比3 310.0 74.2 0.24 1490 7.0 >1600

（二）影响抗压强度的因素

从上图的实验结果来看，无砂混凝土的渗透指数和抗压强度的大小与水灰比，水泥用量和碎石颗粒的大小有关。

无砂混凝土的水泥用量偏高时，多出的水泥就会进入混凝土的内部孔隙，从而影响无砂混凝土的渗透性。水泥用量较低时，骨料的表面与水泥的粘接强度就会降低。根据试验得出，在一定的范围内，水泥用量的增加，无砂混凝土的强度随之增高，但是它的渗透系数变小；相反地，水泥用量的减少，无砂混凝土的强度也会降低，但渗透系数会变大。因此，在配合比设计时，应选择合适的水灰比，水灰比的高低，影响无砂混凝土的粘接强度。

骨科粒径与颗粒等级对无砂混凝土强度的影响。骨科粒径较大，颗粒等级低，碎石之间的孔隙就会越大，无砂混凝土的粘接强度就会变低，这样就不能配置较高强度的无砂混凝土。因此，配置无砂混凝土的关键因素之一就是选择骨科粒径小和颗粒等级较高的碎石。

（三）无砂混凝土的结果分析

1.抗压强度

无砂混凝土的优劣主要就是看骨料骨架之间空隙的大小。从上图中可以看出，骨料等级越好，水灰的用量也比较合理，表面上水泥浆的骨料几乎没有相互抵触、相互干涉的现象，颗粒与水泥浆之间的接触面积较大，这样无砂混凝土的抗压强度就会越高。水泥用量多、水灰比小，则无砂混凝土的抗压强度高；反之，水泥用量少、水灰比大，则无砂混凝土的抗压强度就会低。影响骨科颗粒表面水泥层厚度的是水灰比和水泥用量，如果水灰比和水泥用量的比例不当，就会造成无砂混凝土表面水泥浆层厚度不均，容易崩解、强度降低，也会造成无砂混凝土的密实度低，或者强度高但是空隙低的情况。所以，要想制造出较高强度的无砂混凝土就要选择一组最佳的水灰比和水泥用量。

2.空隙率

在水灰比不变的情况下，水泥用量的增加，空隙率就是降低，无砂混凝土的粘接强度就会越高，多余的水泥用量会进入到骨料之间的空隙中。

3.渗透系数

通过试验验证表明，无砂混凝土的透水性随着水灰比的增大渗透系数也随之增大。但在水灰比一定的情况下，水泥用量的减少，透水系数增大。因此无砂混凝土渗透系数与空隙率有很大的关联性。

三、无砂混凝土的前景

（一）无砂混凝土的必要性

随着我国经济和社会的不断进步，人民的生活水平也得到不断的提高，由于人类的一些活动对自然环境也受到了一定的污染，这样它就制约了经济和社会的发展，因此保护环境刻不容缓。为了实现经济和社会的可持续发展，要正式环境问题，坚持科学发展观，建设节约型社会，要协调环境与社会经济之间的关系。在对环境污染中，建筑行业是污染环境的重点行业， 在建筑业中，混凝土是使用量最大和用途最广的建筑材料。所以，在自然资源不断减少、环境污染不断严重的今天，对新型的混凝土的发展与研究是现在的重中之重，而无砂混凝土无疑成为了现在的一种新型绿色混凝土。

无砂混凝土有着良好的性能和对环境有一定的协调性，是未来产业的发展方向。无砂混凝土在建设工程中的普及，有利于提高社会经济的效益。

（二）无砂混凝土的特征

无砂混凝土在制作过程中，使用天然骨料有利于对环境的保护。采用先进的生产技术、降低能源消耗，减少对环境的破坏。减少在生产过程中废物的排放，循环利用，污染物减少排放。无砂混凝土的性质有了一定的提高，强度的增强。

无砂混凝土施工进度较快，作业人员少，在施工过程中噪声小，对环境的污染小。无砂混凝土良好的性能和对环境的协调性，使其的发展前景十分广泛。

结语：

因为无砂混凝土受施工质量的外来条件影响较大，所以在配置混凝土强度时最好是在实验室里，如果不能满足这样的条件，则应该加强对施工人员的培训，提高他们的技术水平，减小无砂混凝土实验室制作和施工现场制作混凝土强度的差别。还有就是无砂混凝土配合比水泥净浆的用量大，没有经济可言，因此，可以增加混凝土的密实度，来降低成本。对于无砂混凝土配合比设计，我们要保障它的强度要求还要满足实际工程的透水性要求，还要考虑经济的实力，从而在工程加固中取得良好的成果。

参考文献：

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